五金模具拉傷（shāng）的（de）原因及解決措施

工（gōng）件成形過（guò）程中拉（lā）傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形（xíng）材料（liào）與模具凸、凹模表麵之間（jiān）夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹（āo）模表麵進行仔細研磨加工（gōng），並（bìng）加強生產環境的管（guǎn）理。

二是由（yóu）於工件表麵與模（mó）具凸、凹（āo）模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種（zhǒng）狀況，以（yǐ）下詳細分析粘著磨損的產（chǎn）生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工（gōng）件（jiàn）成形過程（chéng）中的（de）拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的（de）性質作為出發點。

以下就構（gòu）成此（cǐ）對接觸副（fù）的三方，即被成形工件的原材料（liào）方（fāng）麵、工件與模具之間（jiān）、模具方（fāng）麵分別予以分析。

1. 通過對（duì）原材（cái）料進行（háng）表麵處理，如對（duì）原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或（huò）消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需（xū）要添加另外（wài）的生產設備和增加生（shēng）產工序，盡管這種方法有時有些（xiē）效果（guǒ），實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料（liào）之間加一層PVC之類的（de）薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於（yú）生產線，通過機構可以達到連續（xù）供給薄膜，而對於周期生產的（de）衝壓設備，每生產一件工件需（xū）加一張薄膜，影響生產（chǎn）效率，此方法一般成本也很高，還會產生（shēng）大量廢料，對於（yú）小批量的大型工件的生產（chǎn）采用此種方法是可取的。在一些成形負（fù）荷很小的場合，有時（shí）通過添加潤滑油（yóu）或加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑油就可以解決工件（jiàn）的拉傷問題。

3. 模具方麵通過（guò）改（gǎi）變模具凸、凹（āo）模材料或（huò）對模具凸、凹模進行表（biǎo）麵處（chù）理，使被成形材料與凸、凹（āo）模這對接觸副性（xìng）質（zhì）發生改變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟（jì）而有效的方（fāng）法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從（cóng）模具凸、凹模材料入手解決工件的拉（lā）傷問題，可以采用硬質合金，一般情況（kuàng）下，由這種材（cái）料製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性能很高，存在的（de）問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加工（gōng）過程中（zhōng）也有可能（néng）出現開裂，成材率低，有些幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性（xìng）脆，搬運、安裝使用過程中都（dōu）要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合（hé）金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆（kē）粒和軟的粘結相（xiàng）鈷（gǔ）所組成，硬（yìng）質碳化鎢顆粒的耐磨抗（kàng）咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能（néng）較差，使用（yòng）過（guò）程中（zhōng）鈷相會優先磨損，使凸、凹（āo）模表麵形成凹（āo）凸不（bú）平（píng），如此生（shēng）產出來的工件表麵也會出現拉痕（hén），此時需對模具凸（tū）、凹模表麵進行研磨拋（pāo）光後（hòu）方可進行再生（shēng）產。采用合適的銅基合金也可（kě）解決（jué）工（gōng）件的拉傷問題，但銅基合（hé）金（jīn）一般硬（yìng）度較低，易（yì）出現磨損超差（chà），在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低（dī）。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量（liàng）采用（yòng）了合金鑄鐵，鑄（zhù）鐵隻能減輕工（gōng）件的拉傷，無（wú）法消除（chú）拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往（wǎng）壽命比較短，在使用一（yī）段時間後，如出現拉傷，又需修模並重（chóng）新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是（shì）對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理（lǐ）是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表（biǎo）麵處理方（fāng）法（fǎ）有多種，比較（jiào）常用的有：鍍層方麵有鍍硬（yìng）鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵（miàn）有化學氣相沉積(CVD)、物理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣（qì）相沉積(PvD)、"ID覆層（céng）處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化學或化學反應（yīng）的方法，在工件表麵（miàn）形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍（dù）層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用（yòng）較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢（wū）合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這（zhè）些方法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵（miàn）由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體（tǐ）材（cái）料機械結合，在負荷（hé）較大的場合，有（yǒu）時（shí）使用幾（jǐ）次鍍層就會剝落，而（ér）鍍層一旦剝落（luò），其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工（gōng）件（jiàn）與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵（miàn）的成分和組織結構，並（bìng）賦予工件不同的物理、化學（xué）和機械性能。化學熱處理的種類很（hěn）多（duō），根據所滲元素不同分類（lèi）為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲鋅、滲其他各種金屬（shǔ）等。以（yǐ）耐磨、減摩、抗拉傷為目的（de）的（de）化學熱（rè）處理目前常（cháng）用的（de）是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料（liào）輔以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉（lā）傷（shāng）性能。在缺乏其他表麵處理工（gōng）藝方法的情況（kuàng）下，這不（bú）適為一種較（jiào）好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的（de）化合物（wù）層具有很高的抗拉傷（shāng）性能，但由（yóu）於（yú）其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合（hé）物層較薄(10 V-m左（zuǒ）右)，其耐磨性有（yǒu）限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足（zú）生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約（yuē）該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一（yī）些場合也取得了較好的效果，但（dàn）對於負荷較大的成（chéng）形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相（xiàng）沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積（jī）(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具（jù）有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目（mù）前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相（xiàng）沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相（xiàng）沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也（yě）具有極高的（de）耐（nài）磨、抗拉傷性能，但由（yóu）於（yú）其膜基（jī）結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往（wǎng）往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵（miàn）超硬化層的性能特點（diǎn），因此（cǐ）這兩種方法除在載荷較（jiào）小的情況下有可能具有效（xiào）果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意（yì）的效果。

（3）化學氣（qì）相沉積(CVD)的碳（tàn）化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有（yǒu）極高（gāo）的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基（jī）結合力很高（gāo），具有比一般模具材料或經其他表麵處理後高得多的耐（nài）磨、抗拉份陛能。能夠（gòu）數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大（dà）．上（shàng）件CVD處理完以後．需另外（wài）重新加熱淬火。而（ér）表（biǎo）麵沉積（jī）層（céng）在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴（yán）藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質（zhì）合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽（yán）滲金屬（shǔ）、滲（shèn）釩等。其原理是通過熱擴散作用於（yú）工件表麵形成一層數微米（mǐ）至數（shù）十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度（dù）高（gāo）．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有（yǒu）冶金結合，這一點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行（háng）淬火．這一點特別適合於（yú）各類模具鋼材（cái）；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技（jì）術（shù）具有其他表麵處理無法（fǎ）比擬的使用效果，在一些場合具有比硬（yìng）質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較（jiào）低．無公（gōng）害，目（mù）前（qián）該技術在日本、美國等都已得到廣（guǎng）泛的應用 國內70年代即已開始研究該（gāi）技術．到目前已有數十家單位（wèi）對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產（chǎn）的要求．並已成功應（yīng）用到汽車、家電、五餘製管（guǎn）、冶金等行（háng）業的拉伸、彎曲（qǔ）、翻邊（biān）、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類（lèi）模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方（fāng）法很多，對於具（jù）體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況（kuàng）選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題（tí）的方法中，以采用硬質合金為（wéi）模具材料和對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理（lǐ）為最好。其中又以"ID覆層處理性價比（bǐ）最高（gāo）。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的（de）結果，解決工件拉（lā）傷問題的方法較多（duō），應根據具體情況予（yǔ）以選擇。一般情況下．采用（yòng）硬（yìng）質合金為模（mó）具材料，對模具凸、凹模表麵進行（háng）化學氣相沉積和TD覆層處理足解決（jué）工（gōng）件及模具凸、凹模（mó）表麵拉傷（shāng）問題（tí）最有效最經濟（jì）的方法。